Gestion des eaux pluviales sur toits plats - Impacts et enjeux

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1 Gestion des eaux pluviales sur toits plats - Impacts et enjeux Congrès INFRA E Édition 2 décembre 2015 Driss Ellassraoui, ing. Riadh Ayadi, ing. M.ing

2 PLAN DE LA PRÉSENTATION Mise en contexte Présentation du secteur à l étude Hypothèses et données utilisées Présentation et analyse des résultats Conclusion et recommandations 2

3 MISE EN CONTEXTE Urbanisation florissante Accroissement des surfaces imperméabilisées Changements climatiques NOUVELLES APPROCHES S ÉTABLIS TOITS PLATS Fortes sollicitations de réseaux d égout Augmentation des risques d inondations Investissements colossaux pour la mise à niveau des services 3

4 MISE EN CONTEXTE DÉVELOPPEMENT URBAIN S ÉTABLIS TOITS PLATS Gestion locale des eaux pluviales Imposition des taux de rejets aux nouveaux développements Combinaison des solutions conventionnelles et des solutions alternatives (PGO) Utilisation des ouvrages PGO dans les domaines privés et public 4

5 MISE EN CONTEXTE DÉVELOPPEMENT URBAIN NOUVELLES APPROCHES TOITS PLATS Solutions conventionnelles Redimensionnement des conduites Clapets anti-retour D autres pistes de solutions Fossés d infiltration Ouvrages de bio-rétention Gestion des eaux pluviales sur les toits plats Etc, 5

6 MISE EN CONTEXTE DÉVELOPPEMENT URBAIN NOUVELLES APPROCHES Bâtiments Résidentiel, commercial et industriel Superficie variables Toits plats peuvent présenter plus de 30 % des surfaces imperméables dans les secteurs denses Types de toits S ÉTABLIS 6

7 Présentation du secteur à l étude CARACTÉRISTIQUES Nord Est de la Ville de Montréal Délimitation Nord: rue St-Donat Sud: autoroute A25 Est: rue Notre-Dame Ouest: rue hochelaga 7

8 Présentation du secteur à l étude CARACTÉRISTIQUES Nord Est de la Ville de Montréal Délimitation Nord: rue St-Donat Sud: autoroute A25 Est: rue Notre-Dame Ouest: rue hochelaga 8

9 Présentation du secteur à l étude Secteur SITUATION Superficie totale: 132 ha Nombre de toits plats: 757 Superficie totale de toits plats: 17 ha 13 % de superficie en toits plats Sous secteur Superficie totale: 1,73 ha Nombre de toits plats: 15 Superficie totale de toits plats: 0,56 ha 32 % de superficie en toits plats 9

10 Hypothèses et données de utilisées Hypothèses et données de utilisées Fiche PL-6 du CMMTQ ATDC PLUIE 10

11 Hypothèses et données de utilisées Hypothèses et données de utilisées ORIFICE (CONVENTIONNELLE) Fiche PL 43(juin 2014) du CMMTQ 0,3 l/s par 25 mm de hauteur d eau accumulée Limiter l accumulation d eau sur le toit à une hauteur maximale de 150 mm PLUIE 11

12 Hypothèses et données de utilisées Hypothèses et données de utilisées ORIFICE (CONVENTIONNELLE) ATDC Précipitations maximales de 15 mn: 23 mm pour la ville de Montréal (récurrence 1 dans 10 ans) 12

13 Débit (l/s) Débit (l/s) Présentation des résultats 2,5 2 1,5 Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet aval Exemple Toit de standard de serficie 73 m² Réduction : 40% Débit ruisselé Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS ANALYSES DES RÉSULTATS 1 0,5 Réduction : 59% 0 0:27 0:56 1:24 1:53 2:22 2:51 Temps 4,5 4 Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet aval Exemple Toit Standard de superficie 133 m² Débit ruisselé 3,5 3 2,5 Réduction : 46% Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC 2 1,5 Réduction : 75% 1 0,5 0 0:27 1:04 1:42 Temps 2:19 2:57 3:34 13

14 Débit (l/s) Débit (l/s) Présentation des résultats EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS ANALYSES DES RÉSULTATS Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet ava Exemple Toit standard de superficie 217 m² Réduction : 51% Réduction : 83% Débit ruisselé Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC 0 0:27 0:56 1:24 1:53 2:22 2:51 3:20 3:48 Temps Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet aval Exemple Toit standard de superficie 469 m² Débit ruisselé Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC 8 6 Réduction : 59% 4 Réduction : 91% :27 0:56 1:24 1:53 2:22 2:51 3:20 3:48 Temps

15 Débit (l/s) Débit (l/s) Présentation des résultats EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS ANALYSES DES RÉSULTATS Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet aval Exemple Toit standard de superficie 847 m² Réduction : 95% Réduction : 63% Débit ruisselé Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC 0 0:27 0:56 1:24 1:53 2:22 2:51 3:20 3:48 Temps Effet de l'orifice sur l'écrêtement des débits de pointe des toits plats - sans effet aval Exemple Toit standard de superficie m² Débit ruisselé Réduction : 67% Réduction : 94% Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC :27 0:56 1:24 1:53 Temps 2:22 2:51 3:20 3:48

16 Débit en l/s Présentation des résultats TOITS PLATS Hydrogramme à l'exutoire du bassin Réduction : 7% Déphasage : pas significatif 8800 Sans ATDC EXUTOIRE DU SOUS Avec ATDC ANALYSES DES RÉSULTATS Temps de décharge légèrement plus long :12:00 1:26:24 1:40:48 1:55:12 2:09:36 2:24:00 2:38:24 2:52:48 Temps hh:mn:ss 16

17 Débit en l/s Dévit en l/s Présentation et analyse des résultats Présentation des résultats TOITS PLATS EXUTOIRE DU ANALYSES DES RÉSULTATS Réduction : 20% Hydrogramme à l'exutoire du sous secteur - sans effet aval - Sans ATDC Avec ATDC Temps de décharge légèrement plus long 20 0:43:12 1:12:00 1:40:48 Temps 2:09:36 2:38:24 3:07: Réduction : 20% Effet aval Hydrogramme à l'exutoire du sous secteur - avec effet aval - Sans ATDC Avec ATDC Temps de décharge légèrement plus long 20 0:43:12 1:26:24 Temps 2:09:36 2:52:48 17

18 Hauteur en m Présentation et analyse des résultats Présentation des résultats Toits plats - hauteur maximale d'eau accumulée HYDROGRAMME TOITS PLATS EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS 0,12 0,11 0,1 0,09 0,08 Hmax - Orifice Hmax - ATDC 0,07 0,06 0,05 0, Surface en m2 18

19

20 Présentation et analyse des 20 résultats Présentation des résultats Toits plats - débits générés 100% HYDROGRAMME TOITS PLATS EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS Débit ruisselé Débit contrôlé - Orifice Débit contrôlé - ATDC Débits - Taux de rejet - 35 l/s/ha % cumulé des surfaces 90% 80% 70% 60% 50% 40% 6 30% 4 20% 2 10% 0 0%

21 Présentation des résultats Toits plats - Taux de réduction des débits HYDROGRAMME TOITS PLATS EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% TA - Orifice TA- ATDC % cumulé des surfaces 10% 0% Surface en m2 21

22 Présentation des résultats HYDROGRAMME TOITS PLATS EXUTOIRE DU EXUTOIRE DU SOUS 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Toits plats - Volumes retenus % cumulé des surfaces % Volume retenue - Orifice % Volume retenue - ATDC 20% 10% 0% Surface en m2 22

23 Conclusions et recommandations Orifice conventionnel Laminage du débit de pointe. Rétention du volume ruisselé sur toiture. RECOMMANDATIONS ATDC Laminage du débit de pointe d une moyenne de 30 % de plus que l Orifice conventionnel. Rétention du volume de ruisselé sur toiture d une moyenne de 30 % de plus que l Orifice conventionnel. Impact de l ATDC sur l exutoire Réduction du débit de pointe du secteur d environ 7 % pour une superficie de toits plats d environ 13 % de la superficie totale drainée (132 ha) Réduction du débit de pointe du sous secteur de 20 % pour une superficie de toits plats d environ 32 % de la superficie totale drainée (1.73 ha) 23

24 Conclusions et recommandations Efficacité: toits plats de 250 m2 et plus Environ 30 % des toits plats Augmentation du volume de rétention sur toiture de 30 % RECOMMANDATIONS Performance: toits plats de 350 m2 Débits rejetés de moins de 35 l/s/ha Environ 10 % des toits plats 24

25 Conclusions et recommandations Comparaison avec d autres systèmes CONCLUSIONS Combinaison avec d autres systèmes * Débranchement des toits Analyse de la performance économique: coûts au m3 retenue et l/s écrêtés 25

26 FIN